{"id":21,"date":"2009-03-15T01:26:14","date_gmt":"2009-03-15T04:26:14","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.sarmento.eng.br\/2009\/03\/15\/entendendo-a-propagacao-ionosferica-parte-2\/"},"modified":"2009-09-26T10:26:14","modified_gmt":"2009-09-26T13:26:14","slug":"entendendo-a-propagacao-ionosferica-parte-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/radio.sarmento.eng.br\/?p=21","title":{"rendered":"Entendendo a Propaga\u00e7\u00e3o Ionosf\u00e9rica – Parte II"},"content":{"rendered":"

Por Renato Dutra Pereira Filho<\/strong><\/p>\n

Bibliografia
\nThe NEW Shortwave Propagation Handbook
\nBy Geoger Jacobs, Theodore J. Cohen e Robert B. Rose<\/p>\n

Dando prosseguimento a s\u00e9rie de artigos sobre a propaga\u00e7\u00e3o de ondas de r\u00e1dio em HF, falaremos das varia\u00e7\u00f5es t\u00edpicas da ionosfera.
\nGra\u00e7as \u00e0 exist\u00eancia da depend\u00eancia da ionosfera com a radia\u00e7\u00e3o solar, \u00e9 evidente que mudan\u00e7as na posi\u00e7\u00e3o elativa entre Terra e Sol (rota\u00e7\u00e3o e transla\u00e7\u00e3o), bem como mudan\u00e7as nos padr\u00f5es de radia\u00e7\u00e3o solar, ir\u00e3o influenciar como a ionosfera se comporta.
\nAs varia\u00e7\u00f5es “t\u00edpicas”, e que podem ser relativamente preditas e antecipadas classificam-se nas seguintes categorias:<\/p>\n

1 – Dia e Noite
\n2 – Sazonal (esta\u00e7\u00e3o do ano)
\n3 – Geogr\u00e1fica
\n4 – C\u00edclica<\/p>\n

VARIA\u00c7\u00c3O DIA E NOITE<\/strong><\/p>\n

A varia\u00e7\u00e3o durante um dia, ou seja, as mudan\u00e7as de hora a hora nas v\u00e1rias camadas da atmosfera, s\u00e3o causadas pela rota\u00e7\u00e3o da Terra ao redor do pr\u00f3prio eixo. Esta rota\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 somente respons\u00e1vel pelas varia\u00e7\u00f5es na quantidade de luz solar alcan\u00e7ado a Terra, resultando em dia ou noite, mas tamb\u00e9m pela correspondente varia\u00e7\u00e3o na intensidade da radia\u00e7\u00e3o ultravioleta que alcan\u00e7a a ionosfera em qualquer ponto. Durante as horas diurnas, quando a radia\u00e7\u00e3o ultravioleta alcan\u00e7a a atmosfera superior terrestre, a ionosfera pode tornar-se altamente ionizada com a separa\u00e7\u00e3o em camadas; durante as horas de escurid\u00e3o muito pouca radia\u00e7\u00e3o alcan\u00e7a a atmosfera superior no lado terrestre distante do Sol, logo a ionosfera perde densidade eletr\u00f4nica e forma-se uma relativamente fraca e \u00fanica camada.Como j\u00e1 mencionado, as varia\u00e7\u00f5es diurnas nas camadas D,E e F1 apresentam um padr\u00e3o regular que principalmente depende da eleva\u00e7\u00e3o solar (ou seja, o \u00e2ngulo de z\u00eanite solar). A ioniza\u00e7\u00e3o destas camadas aumenta a partir de n\u00edveis muito baixos a partir do nascer do sol, alcan\u00e7a o m\u00e1ximo \u00e0 tarde, e ent\u00e3o decresce at\u00e9 o p\u00f4r-do-sol.<\/p>\n

A ioniza\u00e7\u00e3o na regi\u00e3o F2 aumenta rapidamente ao nascer do sol. A m\u00e1xima ioniza\u00e7\u00e3o \u00e9 alcan\u00e7ada quando o Sol alcan\u00e7a seu z\u00eanite, ou o ponto mais alto no c\u00e9u. A ioniza\u00e7\u00e3o ent\u00e3o decresce, alcan\u00e7ando valores baixos durante a noite. A menor densidade eletr\u00f4nica \u00e9 encontrada logo antes do sol nascer e a queda observada na freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica \u00e9 chamada depress\u00e3o pr\u00e9-nascer-do-sol.<\/p>\n

Mas o que \u00e9 freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica ?A freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica \u00e9 a freq\u00fc\u00eancia mais alta a partir da qual um eco \u00e9 recebido quando um pulso de r\u00e1dio \u00e9 enviado verticalmente para a ionosfera. Mais adiante mostraremos que existe uma rela\u00e7\u00e3o direta entre as freq\u00fc\u00eancias usadas para comunica\u00e7\u00e3o entre dois pontos quaisquer (propaga\u00e7\u00e3o obl\u00edqua, quando comparada com a transmiss\u00e3o do pulso vertical) e a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica. A camada F2 \u00e9 a mais altamente ionizada das camadas normais com a caracter\u00edstica de suportar a propaga\u00e7\u00e3o em freq\u00fc\u00eancias muito altas. Al\u00e9m disso, devido \u00e0 lenta taxa de recombina\u00e7\u00e3o, ela permanece forte muitas horas depois do por do sol. Por esses motivos, a camada F2 \u00e9 a mais importante para comunica\u00e7\u00f5es de longa dist\u00e2ncia em onda curta.<\/p>\n

[photopress:ion_layers_4px.jpg,full,centered]
\nA estrutura b\u00e1sica da Ionosfera e suas camadas e a intera\u00e7\u00e3o com as ondas de r\u00e1dio emitidas por um transmissor<\/em><\/p>\n

VARIA\u00c7\u00c0O SAZONAL<\/strong><\/p>\n

Devido ao fato da posi\u00e7\u00e3o de qualquer ponto na Terra modificar sua posi\u00e7\u00e3o com rela\u00e7\u00e3o ao Sol, a medida em que a Terra move-se em sua \u00f3rbita ao redor Sol, ent\u00e3o as propriedades da ionosfera tamb\u00e9m se modificam. Ioniza\u00e7\u00e3o da camada E comporta-se de maneira regular, sendo quase que totalmente dependente do \u00e2ngulo do z\u00eanite solar. A ioniza\u00e7\u00e3o \u00e9 muito mais forte no ver\u00e3o devido ao Sol estar mais “alto” no c\u00e9u. Durante todos os meses de inverno a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica da camada F1 varia de maneira semelhante a da camada E, dependendo da eleva\u00e7\u00e3o Solar. Durante o inverno, a camada F1 se “funde” com a camada F2, e n\u00e3o pode ser identificada de forma separada, exceto nas regi\u00f5es equatoriais.<\/p>\n

O comportamento da camada F2 \u00e9 mais complicado. Durante os meses de inverno no hemisf\u00e9rio norte, a atmosfera est\u00e1 mais fria, mas a Terra est\u00e1 mais pr\u00f3xima do Sol, e a ioniza\u00e7\u00e3o diurna \u00e9 muito intensa; ent\u00e3o as freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas s\u00e3o altas. Durante as longas horas de escurid\u00e3o do inverno, por outro lado, a ionosfera tem mais tempo para perder sua carga el\u00e9trica, e as freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas descem para valores muito baixos.<\/p>\n

No ver\u00e3o um efeito de aquecimento ocorre na camada F2, causando a expans\u00e3o durante as horas diurnas e resultando em uma densidade de ioniza\u00e7\u00e3o mais que a observada durante o inverno. Em resultado, as freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas s\u00e3o menores que os valores de inverno. Por outro lado, gra\u00e7as as longos per\u00edodos diurnos do ver\u00e3o, a recombina\u00e7\u00e3o n\u00e3o ocorre na mesma extens\u00e3o que ocorre no inverno. Em resultado, as freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas noturnas da camada F2 s\u00e3o maiores do que aquelas observadas durante os meses de inverno. A varia\u00e7\u00e3o entre as freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas diurna e noturna, durante o ver\u00e3o, s\u00e3o menores do que durante o inverno.<\/p>\n

VARIA\u00c7\u00c3O GEOGR\u00c1FICA<\/strong><\/p>\n

A intensidade de radia\u00e7\u00e3o ionizante que chega at\u00e9 a ionosfera varia conforme a latitude, sendo consideravelmente maior em regi\u00f5es equatoriais, onde o Sol est\u00e1 mais diretamente perpendicular do que em latitudes altas. Freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas para as regi\u00f5es E e F1 variam diretamente com a eleva\u00e7\u00e3o solar, sendo altas em regi\u00f5es equatoriais e decrescendo proporcionalmente para norte e sul com a latitude. As varia\u00e7\u00f5es da camada F2 com a latitude s\u00e3o mais complexas. Isto ocorre provavelmente devido \u00e0 ioniza\u00e7\u00e3o de outras fontes. Existem evid\u00eancias de que o campo magn\u00e9tico terrestre exerce uma importante influ\u00eancia. No grau de ioniza\u00e7\u00e3o da camada F2.
\nApesar de complexa, a freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtica da camada F2 segue um padr\u00e3o geral de come\u00e7ar alta em regi\u00f5es equatoriais e diminuir conforme o aumento da latitude.<\/p>\n

Apesar de n\u00e3o ser complexa quanto \u00e0 varia\u00e7\u00e3o de latitude, a ioniza\u00e7\u00e3o da camada F2 tamb\u00e9m difere ao longo dos meridianos (com a longitude) ao longo do mesmo tempo local e ao longo da mesma latitude. Muito dessa varia\u00e7\u00e3o \u00e9
\ncreditada a influ\u00eancia do campo magn\u00e9tico terrestre. As freq\u00fc\u00eancias cr\u00edticas s\u00e3o geralmente maiores na regi\u00e3o Asi\u00e1tica e Austral\u00e1sia que aquela da Europa, \u00c1frica e hemisf\u00e9rio ocidental.<\/p>\n

VARIA\u00c7\u00c3O C\u00cdCLICA<\/strong><\/p>\n

Se fossem somente as varia\u00e7\u00f5es diurnas e sazonais os fatores que influenciam o comportamento ionosf\u00e9rico, o padr\u00e3o de freq\u00fc\u00eancia cr\u00edtico em longo prazo seria bem determinado, com valores sazonais repetindo-se de ano para ano na mesma localiza\u00e7\u00e3o geogr\u00e1fica. Infelizmente, isso n\u00e3o ocorre. H\u00e1 tamb\u00e9m uma varia\u00e7\u00e3o c\u00edclica, de aproximadamente 11 anos de dura\u00e7\u00e3o, que \u00e9 o fator mais importante a afetar a ionosfera. Esta varia\u00e7\u00e3o depende do n\u00edvel de atividade das manchas solares, a qual est\u00e1 constantemente variando, durante o transcorrer do ciclo de 11 anos. <\/p>\n

Futuramente avaliaremos exclusivamente essa influ\u00eancia.<\/strong><\/p>\n

* Artigo publicado no Boletim @tividade DX produzido pelo DX Clube do Brasil<\/em><\/a><\/p>\n


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